BIM技术在绿色建筑材料管理工作中的应用研究

2021-12-07范立

门窗 2021年11期

范立

四川省医学科学院

四川省人民医院

1 前言

在绿色建筑建设的过程中，需要使用大量的绿色建筑材料，要求通过科学管理充分展现建筑节能、环保等特点，推动建筑的可持续发展。而BIM技术为建筑信息模型，将工程相关数据当成是基础，能够反映建筑整个生命周期信息，因此能够为绿色建筑材料管理提供有力技术支撑。

2 绿色建筑材料管理问题

使用绿色建筑材料施工，要求材料达到绿色标准。目前，市面上绿色建筑材料多为新型材料，从材料生产开始，需要确立严格质量标准，同时结合施工需求选择不同产品，确保材料生产量、库存量等指标可以达到管理要求。采取传统的粗放化管理模式，供应商或材料生产方难以全面把握绿色建筑项目运行情况，导致供应的材料难以达到后续施工要求。在现场施工活动中，未能严格按照绿色材料标准进行分类存放和管控，也容易导致材料出现质量问题或引发严重材料浪费现象，造成工程建设材料成本不断提升，给建筑发展带来不利影响。

3 BIM技术在绿色建筑材料管理中的应用意义

3.1 推动材料管理模式创新

BIM技术作为贯穿工程设计、施工等各个过程的数字化工具，可以借助模型全面描述建筑信息，并且实时传递和共享信息，确保相关管理人员准确把握有关信息。在模型支持下，能够实现施工方案可视化处理，确保采购人员能够对照施工指标合理筛选材料，并根据施工进度做好材料进场时间等内容规划，防止材料因长时间在现场堆放出现受损问题[1]。根据三维模型图，可以反映建筑结构户型，完成施工构成模拟，为人员合理堆放和运输材料提供依据。而根据绿色建筑施工提出的施工工艺和材料标准，可以实现材料精细化管理，即将材料信息全部输入至模型数据库中，通过软件设置材料型号、质量、数量等信息，在工程建设期间做到自动化计量。根据计量结果，管理人员可以科学确定材料数量，提高材料利用率。

3.2 实现材料全程追溯管理

材料管理并非针对单独某个环节，而是需要贯穿整个建筑建设过程，在任意环节发现问题能够追溯问题产生原因，防止类似问题发生的同时，及时追究相关人员责任，达到控制工程质量的目标。但在材料管理方面，涉及供应商、设计方、施工方等多个主体，单纯依靠过去管理方式难以保持信息协同，一旦出现问题容易出现责任相互推诿问题，给材料信息追溯带来困难。而应用BIM技术建立数据库，收集材料属性、生产日期、入场日期等各种信息，详细记载各批次材料应用部位和使用量，能够为材料追溯提供有力支持[2]。在实现各参与方信息共享的基础上，形成完整的生产链，在工程发生变更时，同步更新系统中的信息，后续一旦出现质量问题即可及时确定原因，科学处理缺陷部位，为管控建筑质量提供支持。

4 BIM技术在绿色建筑材料管理工作中的应用途径

4.1 打造材料管理平台

在绿色建筑材料管理方面，考虑到需要管理的材料种类、规格繁多，实施系统管理才能全面提高材料利用效率，为材料质量管控提供有力支持。为此，需要利用BIM技术打造相应管理平台，运用信息化手段实现高效、高质量管理，使材料管理贯穿全寿命周期。从平台架构上来看，包含基础信息层、数据交换层和应用管理层，能够发挥各自管理作用。

基础信息层用于对工程各方面信息进行汇集，需要利用IFC格式调整不同软件结构信息，实现BIM基础数据统一管理。在各种载体上，需根据应用要求调整结构数据，通过基础信息层统一文件数据格式，促进信息循环反馈，为工程管理提供信息支撑[3]。

数据交换层用于对平台信息进行协同，依靠网络和终端传递信息，并利用云平台实现数据统一存储管理。在日常管理中，各单位需要定期向平台上传工程施工有关信息，同时也可以通过网络和移动终端设备等从云端下载数据，保证各方获取的信息具有较强时效性，能够为实践管理工作开展提供指导。

应用管理层可以实现各种信息资源整合、提取，满足项目管理需求。利用数字化模型，能够查看楼层、窗户等各种施工细节，反映施工工艺和方案内容，通过数据统计、分析确定材料消耗量，为各项管理决策制定提供依据。通过对各种方案进行整体性分析，并借助平台的碰撞功能等确认方案是否符合规范，提前发现和解决问题，做到实现资源节约管理。

4.2 实施全过程管理

应用BIM平台实现绿色建筑材料管理，要求渗透至材料采购、生产运输、使用等不同阶段，做到全面实施精细化管理，提高材料管理水平。

4.2.1 在材料采购阶段的应用

从材料采购开始，应用BIM技术能够提供完整施工图、设计方案等各项资料，为材料采购计划制定提供科学依据。针对绿色建筑施工方案，利用BIM技术对光照、风力等各种条件进行模拟，分析气候、环境给施工材料带来的影响，可以优化建筑构造设计图，确保筛选的材料能够达到构造建设的性能要求，确保建筑能够取得可持续发展。不同绿色材料产品属性不同，在工程发生变更时可能出现无法使用问题，引发工程造价迅速增加情况。通过BIM平台加强设计、施工等各方的信息沟通，辅助各专业协同分析施工方案可能存在的问题，能够编制科学施工方案，避免后续因变更发生引发材料浪费问题。依靠BIM对各种构件数据进行统计，通过碰撞检查确认是否存在相互干涉情况，能够保证施工方案有效落实，尽可能保证分析出的材料用量精准。在完成材料信息汇总后，可以应用API插口将造价软件和平台对接，快速导入工程信息，根据定额计划规则获得详细工程清单[4]。配合采用BIM进行施工模拟，将模型和工程进度紧密结合，确定不同时期需要的建筑材料用量。

4.2.2 在材料生产运输中的应用

在材料生产环节，需要在材料上打印RFID标签，确保后续在材料入场时能够利用扫描仪器扫描标签信息，获取和存储材料详细信息。通过将信息统一上传至BIM平台，为材料质量检验、现场管控提供依据，实现材料零缺陷管理。在材料运输方面，也可以通过平台进行实时跟踪，根据材料使用部位、数量等确定存放区域，保证材料到达指定区域堆放，避免后续出现错用情况。根据各环节施工材料耗用量，也能合理制定运输计划，确定材料运输时间、路线和交通工具，确保相关活动有序开展。使用RFID阅读设备，可以对材料吊装、存运等过程进行实时监督，将信息及时录入到云平台中，避免人工录入产生误差。通过平台获取施工场地布局计划和实时信息，汇总工程建设内、外信息进行综合分析，从材料取用便利性、运输成本、场地空闲区域分布等各方面进行考量，在场地有限的情况下将材料放置在临时搭建区域中，减少反复搬运产生的费用和占用空间，并为后续高效施工提供支持。通过科学组织材料储运过程，避免材料在二次搬运期间受损，确保材料质量合格。

4.2.3 在材料使用阶段的应用

在材料使用阶段，要求人员根据BIM平台信息做好材料检查，通过信息比对确认材料有效性。发现与平台数据库中的信息不符，需要立即封存材料，通过平台追溯问题产生原因和源头，做到高效处理相关问题，避免给施工带来过多影响。为避免现场施工产生过多材料浪费问题，根据模型确定各道施工工序中的各类材料用量，在每个阶段通过用量分析和比对确认是否出现材料浪费问题，并通过现场纠正减少浪费。将各阶段实际材料用量上传至平台上，监理人员也可以联合技术员、质量员等各方面确认施工存在的问题，通过强化现场监督及时应对问题。对于施工单位来讲，也可以根据平台信息开展人员教育、专业监督、责任划分等各项工作，为材料管理工作落实提供保障。从材料节约角度进行考量，需要实施施工动态管理，严格按照绿色建筑评价标准加强现场管理。如在现场施工期间，要求500km范围内材料重量占整体60%，可再循环材料使用量不超总体10%。利用BIM技术进行各类材料用量的精准计算，能够加强各专业的用材管理，并通过数据模拟分析为人员施工提供指导，真正达成资源节约目标。在工程发生变更时，需要通过平台模型安排设计、施工等各方完成协同设计，确保重新确定的方案尽可能利用原有建筑材料，同时保证建筑质量达到要求。将变更信息录入到平台中，确保参与建设的各方及时获得变更后的施工方案和图纸，避免出现返工问题。对于造价人员，可以根据平台获得各种材料使用情况、剩余量等信息，把握各节点材料实际用量和计划用量差异，通过完善管理计划避免出现材料使用不当的情况。

4.2.4 在材料运维阶段的应用

绿色建筑施工仍然处于初期发展阶段，需要做好各种绿色材料应用和运维管理，保证建筑功能、性能达到要求，为建筑安全、可靠使用提供保障。在开展运维工作期间，人员可以扫描材料上的RFID标签，及时通过平台获取各类材料性能、批号等各项参数，对材料容易发生的缺陷和使用寿命等展开分析，有针对性地制定运维管理计划，提高材料维护效率和质量。将BIM平台与物业管理系统对接，将运维信息等输入至物业系统中，确保物业人员后续在开展运维工作时可以及时掌握各种材料使用情况和缺陷信息等，快速确认需要维修的材料类型、部位等信息，根据严重程度合理分配运维资金，使建筑维持最佳状态。在持续调整和优化运维方案的基础上，材料能够得到最大限度的利用，直至达到规定使用年限后进行材料拆解。利用BIM技术对材料使用部位进行精准定位，做到快速拆除。而围绕材料历史信息展开分析，可以判断能否进行材料的回收利用，在节约资源和减少建筑损耗的同时，有效保护环境。根据平台显示的绿色建筑材料最新信息，也能在运维阶段合理选择替换材料，体现建筑环保、节能等特性的同时，推动建筑的健康、稳定发展。